W掺杂对TiSiN涂层结构、力学与热性能的影响
编号:120
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更新:2022-09-19 09:37:13 浏览:1066次
口头报告
摘要
TiSiN涂层因其优异的力学性能及良好的热稳定性已被广泛应用于切削刀具防护领域。随干式切削技术的快速发展,通过元素掺杂以进一步改善涂层性能受到了广泛的关注。本工作通过W掺杂改善TiSiN 涂层,研究了不同W元素的添加对涂层结构、力学以及热性能的影响。相较Ti0.88Si0.12N涂层的单相fcc-(Ti, Si)N结构,W以固溶和单质W的形式混合存在,使Ti0.88Si0.08W0.04N和 Ti0.84Si0.09W0.07N涂层为fcc-(Ti, Si, W)N 和 bcc-W两结构;W掺杂引起的固溶强化效应使涂层的硬度由Ti0.88Si0.12N的40.0 ± 0.5 GPa升高至Ti0.88Si0.08W0.04N的41.6 ± 1.1 GPa和 Ti0.84Si0.09W0.07N的42.0 ± 1.0 GPa。W的添加明显降低了涂层的“液滴”缺陷,其表面粗糙度(Ra)由Ti0.88Si0.12N的0.279 μm降低至Ti0.88Si0.08W0.04N的0.229 μm和Ti0.84Si0.09W0.07N的0.181 μm。在热退火过程中,所有涂层均表现出较高的热稳定性,于1100 ℃退火后硬度均能维持在~38.0 GPa。此外,W的添加抑制了a-TiO2向其稳定相r-TiO2的转变,提高了涂层的抗氧化性;在750 ℃氧化10 h后,Ti0.88Si0.12N涂层已经完全氧化,而Ti0.88Si0.08W0.04N和 Ti0.84Si0.09W0.07N涂层的氧化层厚度仅分别为~301.5和~279.2 nm。
关键字
TiSiWN涂层;硬度;热稳定性;抗氧化性
稿件作者
胡文
中南大学粉末冶金研究院国家重点实验室
陈利
中南大学粉末冶金研究院国家重点实验室
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